湘潭濕式電除塵器

四種濕式電除塵器的對比分析

濕式靜電除塵器作為目前燃煤電廠污染物控制的精處理設備，在國內已受到了廣泛重視，并逐步得到推廣和使用。本文介紹了目前使用中的靜電除塵器(金屬極板濕式電除塵器、導電玻璃鋼極板濕式電除塵器、柔性極板濕式電除塵器、徑流濕式電除塵器)的技術特點和主要參數，為燃煤機組超低排放改造加裝濕式靜電除塵器提供參考。

1、引言進(jin)入新世紀(ji)，隨著(zhu)我國經濟(ji)的高速發(fa)展，火(huo)電(dian)裝機容(rong)(rong)量(liang)仍(reng)在不(bu)斷增(zeng)長。按(an)中電(dian)聯《電(dian)力行業節能(neng)環保信息(xi)》推算，2015年，我國新增(zeng)火(huo)電(dian)裝機容(rong)(rong)量(liang)約0.51億kW。根(gen)據(ju)電(dian)力規(gui)劃設計總院預測(ce)，到2020年，火電裝機(ji)容(rong)量將達(da)到12.2億kW，新增裝機(ji)容(rong)量約為(wei)3億kW。火電廠的快速(su)發展導致(zhi)了大氣環(huan)(huan)境的污染并引(yin)發了公共環(huan)(huan)境及健康(kang)危機(ji)，

雖然采取一系列政策，大力推動煤炭清潔(jie)利用與(yu)發(fa)展清潔能源(yuan)(yuan)，但(dan)由(you)于我國燃(ran)煤發(fa)電的基(ji)數較大，火(huo)電廠仍將是大氣污染(ran)物的主要排(pai)放源(yuan)(yuan)之一，而降低排(pai)放強度(du)的主要措(cuo)施就是制定和實施更加嚴格的排(pai)放標準。

同時濕(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)作為燃煤電(dian)廠污(wu)染物(wu)控制(zhi)的(de)精處理(li)技術(shu)設備，其處理(li)對象(xiang)為含大(da)量(liang)游離水的(de)飽(bao)和濕(shi)煙氣(qi)，主要去除(chu)(chu)粉塵(chen)(含石膏)、SO3、霧滴(di)和有害氣(qi)體，并(bing)(bing)可有效控制(zhi)PM2.5的(de)排(pai)放，本(ben)文(wen)介紹4種濕(shi)式電(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)技術(shu)，并(bing)(bing)從性能、可靠性及除(chu)(chu)塵(chen)效果等方面(mian)進行(xing)比較。

2、濕式電除塵器簡介濕式電除塵器(簡稱WESP)，與干式電除塵器的除塵原理基本相同，先依靠高壓電暈放電使得粉塵荷電，荷電后的粉塵在電場力的作用下到達集塵板(或集塵管)，再采用沖洗方式，使粉塵隨著沖刷液的流動而。在(zai)目前(qian)的濕(shi)(shi)(shi)除(chu)技(ji)(ji)術(shu)中(zhong)，主(zhu)(zhu)要差(cha)別在(zai)于陽極(ji)(ji)板材質的選取及清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)。根據陽極(ji)(ji)材質的不(bu)同(tong)，主(zhu)(zhu)要分為不(bu)銹鋼濕(shi)(shi)(shi)式電除(chu)塵器(qi)、導電玻璃鋼電極(ji)(ji)濕(shi)(shi)(shi)式電除(chu)塵器(qi)、柔性電極(ji)(ji)濕(shi)(shi)(shi)式電除(chu)塵器(qi);根據清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)(即水(shui)(shui)(shui)膜(mo)的形(xing)成(cheng)原理)不(bu)同(tong)，分為水(shui)(shui)(shui)膜(mo)自清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)和水(shui)(shui)(shui)膜(mo)沖洗(xi)清灰(hui)技(ji)(ji)術(shu)，前(qian)者(zhe)為間斷噴淋(lin)，靠煙氣中(zhong)的水(shui)(shui)(shui)汽在(zai)陽極(ji)(ji)表面自凝結實現在(zai)線清灰(hui)，后者(zhe)為通過噴淋(lin)水(shui)(shui)(shui)在(zai)陽極(ji)(ji)表面形(xing)成(cheng)水(shui)(shui)(shui)膜(mo)清灰(hui)。

3、濕式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器性能對(dui)比(bi)3.1、金屬(shu)電(dian)(dian)極濕式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器20世紀90年代(dai)，為應對(dui)地方環保法規提出的(de)(de)對(dui)煙塵(chen)排放(fang)控制的(de)(de)要求(qiu)，日本三(san)菱公司(si)研發并建成濕式(shi)電(dian)(dian)除塵(chen)器，用(yong)于燃煤電(dian)(dian)廠的(de)(de)煙塵(chen)治理。

2006年，專門針對PM2.5提(ti)出(chu)(chu)控制要(yao)求，在燃煤電廠安(an)(an)裝濕式(shi)(shi)(shi)電除(chu)塵器(qi)。目前我國通過引進技術(shu)(shu)并(bing)優化設計，已掌握其(qi)核心(xin)技術(shu)(shu)。(1)金屬(shu)電極(ji)濕式(shi)(shi)(shi)電除(chu)塵器(qi)的(de)技術(shu)(shu)特點如下：1)大(da)多(duo)采用(yong)臥式(shi)(shi)(shi)布置，氣(qi)(qi)(qi)流沿(yan)水平方(fang)向進出(chu)(chu)，煙氣(qi)(qi)(qi)流速(su)(su)較低(流速(su)(su)在2.5m/s左(zuo)右)，能(neng)有效(xiao)控制氣(qi)(qi)(qi)流帶出(chu)(chu)粉塵，提(ti)高(gao)PM2.5細(xi)微(wei)(wei)顆粒及氣(qi)(qi)(qi)溶(rong)膠脫(tuo)除(chu)效(xiao)率。2)陰陽極(ji)均平行(xing)(xing)于氣(qi)(qi)(qi)流方(fang)向布置，金屬(shu)極(ji)板(ban)采用(yong)懸(xuan)掛(gua)方(fang)式(shi)(shi)(shi)，極(ji)板(ban)通過懸(xuan)掛(gua)梁(liang)固(gu)定(ding)(ding)于殼(ke)體中，電暈電極(ji)采用(yong)框架(jia)式(shi)(shi)(shi)結構，通過吊(diao)桿吊(diao)掛(gua)在殼(ke)體中。這種(zhong)安(an)(an)裝方(fang)式(shi)(shi)(shi)由于陰陽極(ji)不易變形(xing)，極(ji)間距有保證，故電場(chang)穩(wen)定(ding)(ding)性好，運行(xing)(xing)電壓高(gao)。3)耐高(gao)溫，脫(tuo)硫系(xi)統出(chu)(chu)現(xian)故障時，可以(yi)在較高(gao)的(de)煙氣(qi)(qi)(qi)溫度下運行(xing)(xing)。

(2)金屬電(dian)極濕式電(dian)除塵器存在的(de)問題如下：

1)陽極(ji)(ji)板一般高度在(zai)8～10m左右，要(yao)形成均勻的(de)(de)水(shui)膜(mo)(mo)對(dui)陽極(ji)(ji)板的(de)(de)設計(ji)、制(zhi)造、安裝及維護有嚴格的(de)(de)要(yao)求，更(geng)換時(shi)難(nan)度較大(da)。2)極(ji)(ji)板材(cai)質(zhi)多采(cai)用(yong)(yong)316L，需要(yao)通過水(shui)膜(mo)(mo)保護以防腐蝕，一旦水(shui)膜(mo)(mo)保護出現失效，造成極(ji)(ji)板腐蝕嚴重，甚至(zhi)喪失除塵效率。3)清灰方(fang)式采(cai)用(yong)(yong)在(zai)線(xian)單(dan)線(xian)連續噴淋(lin)(lin)工藝，需要(yao)設置專門的(de)(de)水(shui)處(chu)理系統，噴淋(lin)(lin)水(shui)經NaOH水(shui)溶液中和(he)后循環使用(yong)(yong)，這種(zhong)清灰方(fang)式對(dui)于水(shui)耗(hao)、電(dian)耗(hao)、堿的(de)(de)消耗(hao)較大(da)，對(dui)噴嘴性能要(yao)求更(geng)高。根據各企業發布(bu)的(de)(de)環境(jing)監測報告顯示，金屬(shu)電(dian)極(ji)(ji)濕(shi)式電(dian)除塵器(qi)粉塵去除率(粉塵+石膏)：≥70%;SO3去除率：≥70%;霧滴含量：低于20mg/m3。目前，浙(zhe)江嘉興三期2×1000MW機(ji)組(zu)、大(da)唐(tang)黃(huang)島電(dian)廠670MW機(ji)組(zu)、神華國(guo)華舟山(shan)電(dian)廠350MW機(ji)組(zu)等(deng)都采(cai)用(yong)(yong)了金屬(shu)極(ji)(ji)板濕(shi)式電(dian)除塵器(qi)。

3.2、導電玻璃鋼濕式電除塵器導電玻璃鋼濕式電除塵技術來源于化工行業的濕式電除霧器，在化工、煤氣凈化等領域已經有幾十年的應用歷史，技術成熟。導電玻璃鋼(FiberReinforcedPlastics，FRP)是一種以樹脂為基體，碳纖維、玻璃纖維等為增強材料，通過成型工藝制成的高導復合材料。使用導電玻璃鋼作為收塵極可以采用管式或蜂窩狀形式(立式布置)，也可采用板式形式(臥式布置)，目前，以蜂窩狀結構居多。

(1)導(dao)(dao)電玻(bo)璃鋼濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)技術特(te)點如下(xia)(xia)：1)導(dao)(dao)電玻(bo)璃鋼具有(you)(you)重量輕、比強度(du)高、耐腐(fu)蝕等特(te)性(xing)。2)收(shou)塵(chen)極組(zu)件采(cai)用(yong)工廠成型，實現整體模(mo)塊(kuai)化(hua)，有(you)(you)利于(yu)保證(zheng)安裝(zhuang)精度(du)。3)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)運行(xing)時，收(shou)集(ji)下(xia)(xia)來的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴(di)在(zai)(zai)沉(chen)淀(dian)(dian)極表面(mian)形成液(ye)膜(mo)，由于(yu)玻(bo)璃鋼具有(you)(you)很強的(de)(de)(de)(de)(de)疏水性(xing)，能有(you)(you)效阻(zu)隔粉(fen)(fen)塵(chen)和石膏(gao)對沉(chen)淀(dian)(dian)極壁(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)粘接，靠重力自流(liu)至下(xia)(xia)部(bu)集(ji)液(ye)槽。4)為(wei)防止少量煙(yan)塵(chen)的(de)(de)(de)(de)(de)沉(chen)積，在(zai)(zai)沉(chen)淀(dian)(dian)極管(guan)上部(bu)設置(zhi)一(yi)層間斷噴淋裝(zhuang)置(zhi)，將(jiang)濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)分為(wei)多個(ge)電場(chang)(chang)，當需要進(jin)行(xing)間斷沖(chong)洗(xi)時，控制系統自動停掉其中一(yi)個(ge)電場(chang)(chang)或將(jiang)電場(chang)(chang)降壓運行(xing)，沖(chong)洗(xi)結束后開啟(qi)該電場(chang)(chang)。由于(yu)耗水量較小(xiao)，集(ji)液(ye)槽中的(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)集(ji)液(ye)可(ke)返回(hui)脫(tuo)硫(liu)塔內循環(huan)使(shi)(shi)(shi)用(yong)。(2)導(dao)(dao)電玻(bo)璃鋼濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)問題如下(xia)(xia)：1)煙(yan)氣流(liu)速在(zai)(zai)2.5m/s左右(you)時，PM2.5細微(wei)顆粒及氣溶膠脫(tuo)除(chu)(chu)率高，提(ti)高煙(yan)氣流(liu)速后，影響(xiang)(xiang)除(chu)(chu)塵(chen)性(xing)能。2)一(yi)般FRP不能在(zai)(zai)高溫(wen)(wen)下(xia)(xia)長(chang)期使(shi)(shi)(shi)用(yong)，煙(yan)氣溫(wen)(wen)度(du)較高時對陽極板壽命(ming)有(you)(you)影響(xiang)(xiang)，嚴重時可(ke)能燒(shao)灼。FRP的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用(yong)壽命(ming)在(zai)(zai)10～15年左右(you)，與產品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)質量及制作產品(pin)所用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)樹脂等原材料性(xing)能有(you)(you)關。3)如果(guo)出現部(bu)分導(dao)(dao)電玻(bo)璃鋼損壞(huai)，需要整個(ge)模(mo)塊(kuai)更換，將(jiang)大(da)大(da)增加維(wei)護費用(yong)和難度(du)。根據各企業發(fa)布的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境監測報告顯示，導(dao)(dao)電玻(bo)璃鋼濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)粉(fen)(fen)塵(chen)去(qu)(qu)除(chu)(chu)率(粉(fen)(fen)塵(chen)+石膏(gao))：≥70%;SO3去(qu)(qu)除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴(di)含量：低于(yu)25mg/m3。目前，黃臺(tai)8號(hao)、9號(hao)2×300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)、上海石洞口300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)、蒙西300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)、白楊河兩臺(tai)300MW機(ji)(ji)(ji)組(zu)等都采(cai)用(yong)了導(dao)(dao)電玻(bo)璃鋼濕(shi)(shi)式(shi)(shi)電除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)。

3.3、柔(rou)性(xing)電極(ji)濕(shi)式(shi)電除(chu)塵器20世(shi)紀(ji)90年代末，俄亥俄州立大(da)學提出了柔性電極(ji)濕式電除(chu)塵技術的概念，2003年Croll-Reynolds、FirstEnergy、SouthernEnvironmental公司(si)和俄(e)亥俄(e)州立大(da)學共同研究制作出臺實驗裝置。濕式除塵器存在的問題，集中體現在集塵極材料和表面水膜分布不均勻引發的系列問題上，基于上述原因，我國早由山東大學和國(guo)電(dian)環保院共同研(yan)發，開始了(le)柔性(xing)絕緣疏水纖維織物用于濕式除塵器的研(yan)究工(gong)作，并于2012年在益陽300MW燃煤機組中完(wan)成工業化應用。官網：goyd.cn通(tong)過(guo)(guo)相關資料(liao)顯示，耐腐蝕性(xing)優良(liang)的(de)柔性(xing)絕(jue)緣(yuan)疏水纖維織物通(tong)過(guo)(guo)潤濕使其導電(dian)，可以形成水膜，并靠重力自流向下與煙(yan)氣分離，柔性(xing)織物材料(liao)作(zuo)為收塵極布置成方形孔道(dao)(立式布置)，煙(yan)氣沿孔道(dao)流過(guo)(guo)。(1)柔性(xing)濕式電(dian)除(chu)塵器的(de)技術特點如下：1)柔性(xing)陽有(you)(you)重量(liang)輕(qing)、防腐性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)好(hao)的(de)(de)(de)特點。2)柔性(xing)(xing)(xing)(xing)絕緣疏(shu)水(shui)纖維本身(shen)的(de)(de)(de)結(jie)構特性(xing)(xing)(xing)(xing)，有(you)(you)利于(yu)表面形(xing)成均勻水(shui)膜(mo)，利用從煙(yan)氣中收(shou)集的(de)(de)(de)酸液帶出(chu)灰，實現自(zi)清灰，沖洗水(shui)量(liang)小。3)陽(yang)(yang)極部件可組裝拆卸，有(you)(you)利于(yu)后(hou)期的(de)(de)(de)維護(hu)和更換(huan)。(2)柔性(xing)(xing)(xing)(xing)濕(shi)式電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵器存在的(de)(de)(de)問題如(ru)下：1)柔性(xing)(xing)(xing)(xing)陽(yang)(yang)極不耐高溫(wen)，煙(yan)氣溫(wen)度較(jiao)高時(shi)，對陽(yang)(yang)極壽命有(you)(you)影響(xiang)，嚴重時(shi)可能(neng)燒蝕，使用壽命6年左右。2)柔性(xing)(xing)(xing)(xing)纖維織物的(de)(de)(de)伸(shen)縮率較(jiao)大，陽(yang)(yang)極布的(de)(de)(de)張緊程(cheng)度和浸水(shui)后(hou)發生的(de)(de)(de)伸(shen)縮都會影響(xiang)實際(ji)的(de)(de)(de)極間距(ju)，進(jin)而影響(xiang)到(dao)電(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)、電(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)正(zheng)常運行。3)煙(yan)氣流速較(jiao)高，產生氣流帶出(chu)，PM2.5細微(wei)顆粒及氣溶膠(jiao)脫除(chu)(chu)率低。性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)結(jie)果表明(ming)：粉(fen)塵去除(chu)(chu)率(含(han)石膏)：≥70%;SO3去除(chu)(chu)率：≥70%;霧滴含(han)量(liang)：低于(yu)20mg/m3。目前，國(guo)電(dian)(dian)(dian)益(yi)陽(yang)(yang)發電(dian)(dian)(dian)有(you)(you)限公(gong)司300MW機組，國(guo)電(dian)(dian)(dian)滎陽(yang)(yang)煤電(dian)(dian)(dian)一體(ti)化有(you)(you)限公(gong)司一期600MW機組采用了(le)柔性(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極濕(shi)式靜電(dian)(dian)(dian)除(chu)(chu)塵技術。

3.4、徑流濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)徑流濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)是(shi)北(bei)京華能達公司自主(zhu)研(yan)發的(de)具有自主(zhu)知(zhi)識產權(quan)的(de)除(chu)(chu)塵(chen)技(ji)術(shu)。與(yu)(yu)上述濕式靜電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)結(jie)構不(bu)同，該結(jie)構布置是(shi)將收塵(chen)陽(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)垂直于氣(qi)流方(fang)向，使電(dian)(dian)場(chang)力(li)(li)與(yu)(yu)引(yin)風力(li)(li)的(de)方(fang)向在(zai)同一水平線(xian)上，粉塵(chen)顆粒在(zai)引(yin)風力(li)(li)與(yu)(yu)電(dian)(dian)場(chang)力(li)(li)的(de)共同作用(yong)(yong)下(xia)，在(zai)新型(xing)陽(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)上完成捕集。裝置主(zhu)要由殼體、分布板(ban)(ban)(ban)、陽(yang)(yang)(yang)極裝置、陰極裝置、噴(pen)淋系統(tong)、熱風系統(tong)和供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源等(deng)組成。(1)徑流濕式電(dian)(dian)除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)的(de)技(ji)術(shu)特點如下(xia)：1)與(yu)(yu)煙(yan)氣(qi)接(jie)觸(chu)部位(wei)全(quan)部采用(yong)(yong)2205雙相不(bu)銹鋼材質，具有強度高、耐高溫、耐腐蝕(尤(you)其對氯離子和硫化物的(de)應(ying)力(li)(li)腐蝕)等(deng)特性，使用(yong)(yong)壽命(ming)能夠達到(dao)30年。2)新型(xing)陽(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)的(de)通(tong)孔率(lv)達到(dao)98%以上，其幾乎全(quan)通(tong)透的(de)結(jie)構大(da)大(da)降低了徑流式濕式除(chu)(chu)塵(chen)器(qi)(qi)的(de)運(yun)行阻(zu)力(li)(li)，并且和普通(tong)的(de)陽(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)相比，相同體積(ji)下(xia)新型(xing)陽(yang)(yang)(yang)極板(ban)(ban)(ban)具有的集(ji)塵面積，相當于普通(tong)陽極板的20倍(bei)。3)陽極系統采用旋轉電(dian)極設計，在(zai)旋轉電(dian)極下部(bu)設立獨立的清(qing)洗(xi)室，由高(gao)壓(ya)(ya)噴嘴在(zai)旋轉電(dian)極內(nei)部(bu)向外沖洗(xi)網(wang)板，清(qing)洗(xi)網(wang)板后的污水(shui)(shui)通(tong)過排(pai)水(shui)(shui)泵(beng)和排(pai)污管道(dao)送入(ru)脫硫(liu)塔(ta)補水(shui)(shui)。在(zai)工程(cheng)運行中，利用壓(ya)(ya)差監測(ce)，實現在(zai)線噴淋，無水(shui)(shui)循環系統，故(gu)耗(hao)水(shui)(shui)、耗(hao)電(dian)量小。(2)徑流濕式(shi)電(dian)除塵器存在(zai)的問題(ti)如下：1)由于接觸煙氣的部(bu)件全部(bu)采用2205雙相不銹鋼，前(qian)期成本投入(ru)較高(gao)。